I ricercatori hanno sviluppato il primo strumento che può fornire un’immagine dettagliata dell’intero occhio. Incorporando una lente che cambia i parametri ottici in risposta a una corrente elettrica, l’innovativa tecnologia può produrre immagini di qualità superiore a quelle attualmente disponibili e potrebbe rendere gli esami oculistici più veloci e confortevoli per i pazienti, evitando la necessità di sottoporsi a imaging con più strumenti per guardare diverse aree dell’occhio.
“Malattie come il glaucoma colpiscono sia la parte anteriore che quella posteriore dell’occhio”, ha detto Ireneusz Grulkowski, il cui team di ricerca all’Università Nicolaus Copernicus, in Polonia, ha lavorato con il team di Pablo Artal all’Universidad de Murcia, in Spagna, per sviluppare il nuovo sistema di imaging. “Uno strumento che può esaminare l’intero occhio migliorerà l’esperienza del paziente perché non dovrà passare attraverso l’imaging con diversi dispositivi. Un giorno potrebbe anche ridurre il numero di strumenti – che possono essere molto costosi – necessari in una clinica oftalmologica.”
In Optica, la rivista della Optical Society per la ricerca ad alto impatto, i ricercatori dimostrano che il loro nuovo sistema di imaging con tomografia a coerenza ottica (OCT) non solo può immaginare sia la parte anteriore che quella posteriore dell’occhio, ma può anche immaginare le interfacce del gel vitreo dell’occhio con la retina e la lente con un dettaglio senza precedenti. Questa nuova capacità di imaging potrebbe permettere agli scienziati di capire meglio come il gel vitreo che riempie l’occhio interagisce con la retina e perché a volte può staccarsi con l’invecchiamento.
“Vogliamo anche usare il nostro strumento per misurare le opacità nel cristallino dell’occhio e nel vitreo per capire meglio come le varie parti dell’occhio influenzano il deterioramento della vista”, ha detto Grulkowski. “Crediamo che la capacità di misurare queste opacità e altre proprietà dell’occhio che non potevano essere esaminate prima, aprirà molte nuove applicazioni oftalmologiche per l’OCT.”
Ulteriore profondità di imaging
Il nuovo sistema si basa sull’OCT, che è comunemente usato per acquisire immagini oftalmologiche molto dettagliate e trasversali. La maggior parte degli strumenti clinici sono limitati a profondità di imaging di 2 o 3 millimetri, ed è difficile passare dall’imaging della parte anteriore a quello della parte posteriore dell’occhio perché l’occhio è composto da elementi che piegano la luce per metterla a fuoco sulla retina.
Per superare queste sfide, i ricercatori hanno usato una lente elettricamente sintonizzabile per costruire uno strumento OCT che potesse focalizzare la luce in modo da permettere l’imaging dell’intero occhio. A differenza delle lenti standard in vetro o plastica, che hanno parametri fissi, le proprietà ottiche di una lente sintonizzabile elettricamente possono essere controllate dinamicamente usando una corrente elettrica.
Il sistema OCT ha anche incorporato una sorgente luminosa swept, un laser recentemente commercializzato che cambia continuamente la lunghezza d’onda molto rapidamente. Il laser regolabile in lunghezza d’onda migliora la risoluzione e la velocità dell’OCT rispetto ai sistemi che utilizzano altre fonti di luce. I ricercatori hanno integrato l’elettronica ad alta velocità per raggiungere la profondità di imaging necessaria per consentire l’imaging dell’intero occhio.
“Abbiamo incorporato la lente sintonizzabile elettricamente in un sistema personalizzato che rappresenta l’ultima generazione della tecnologia OCT”, ha detto Grulkowski. “Ci siamo prefissati di dimostrare che potevamo ottenere immagini sia nella parte anteriore che in quella posteriore dell’occhio senza cambiare strumenti. Tuttavia, siamo stati anche in grado di dimostrare che il nostro strumento ha migliorato la qualità delle immagini OCT.”
I ricercatori hanno usato il loro nuovo sistema per misurare le caratteristiche anatomiche degli occhi di sette persone sane. Le misurazioni calcolate usando le immagini del nuovo sistema erano ben correlate con quelle ottenute con un biometro oculare, il dispositivo clinico standard usato oggi.
Passi successivi
I ricercatori stanno ora lavorando per ottimizzare lo strumento per l’imaging dell’intero gel vitreo, non solo dove si interfaccia con il cristallino e la retina. Il gel vitreo non è stato studiato intensamente ed è difficile da visualizzare perché è altamente trasparente. La capacità di immagine dell’intero vitreo potrebbe consentire all’OCT di essere utilizzato per guidare le procedure che coinvolgono la rimozione del gel vitreo dall’occhio, che a volte viene fatto per riparare il distacco della retina.
Anche se la versione di laboratorio del set-up è pronta per l’uso, ulteriori passi saranno fatti per tradurre la tecnologia alla clinica. Gli scienziati sono concentrati sull’ottimizzazione delle aree di scansione e sullo sviluppo di strumenti di elaborazione per la misurazione automatica delle dimensioni dell’occhio. Questi miglioramenti consentiranno studi avanzati dei regimi di scansione proposti su un gruppo di pazienti con diversi tipi di opacizzazione dell’occhio.